kozmos.hr
  • Naslovnica
  • /
  • Znanost
  • /
  • Smrznuti dugoživac postao prva ‘kvantno spregnuta’ životinja u povijesti
Znanost

Smrznuti dugoživac postao prva ‘kvantno spregnuta’ životinja u povijesti

Izvor: Wikimedia commons.
objavljeno

Tardigrada (dugoživci) su mikroskopska stvorenja debeljuškastog tijela, poznata od milja kao mahovinasti praščići i vodeni medvjedići.

Dugoživci i kvantno sprezanje

Radi se o izdržljivim stvorenjima koja mogu preživjeti kipuću vodu, izloženost intenzivnom ultraljubičastom zračenju te let na Mjesec. Sve to čine pomoću posebnog mehanizma za preživljavanje u kojem se skupe u male, dehidrirane kuglice i obustave biološke funkcije na neodređeno vrijeme kako bi izdržali ekstremne uvjete.

Sada su istraživači izložili dugoživce najhladnijim temperaturama i najvišim pritiscima ikad, ne samo da bi testirali biološke granice stvorenja, već i da bi vidjeli može li se smrznuta tardigrada ugraditi u dva kvantno spregnuta električna kruga, a nakon toga oživjeti.

Rezultati sugeriraju da treba dodati “privremeno kvantno sprezanje” na rastući popis postignuća tardigrade.

https://kozmos.hr/otkriven-vodeni-medvjedic-u-jantaru-starom-preko-16-milijuna-godina/

Sablasno djelovanje na daljinu

Međutim, kritike na rad dovele su u pitanje ovaj nalaz. Ako rezultati u konačnici izdrže recenzije kolega, tada će ovaj eksperiment predstavljati prvi put da je živa životinja bila kvantno spregnuta – bizaran fenomen koji je obično ograničen samo na najmanje subatomske čestice.


Fenomen kvantne spregnutosti toliko je čudan da je čak i Albert Einstein sumnjao u njega, nazvavši proces “sablasnim djelovanjem na daljinu”. Do kvantne spregnutosti dolazi kada se dvije subatomske čestice vežu jedna na drugu, tako da promjena spina ili momenta jedne čestice istovremeno mijenja drugu česticu, čak i kada se dvije čestice razdvoje na nevjerojatno velike udaljenosti.

Ovaj fenomen mogao bi nadići subatomsko područje, kao što sugerira jedan rad iz 2018., kada je tim istraživača otkrio da se određene fotosintetske bakterije mogu sprezati sa svjetlosnim fotonima. Autori novog rada odlučili su testirati može li višestanični organizam poput tardigrade razviti takav odnos. U svom eksperimentu tim je sakupio tri dugoživca s krovnog žlijeba u Danskoj.

Vodeni medvjedi preživjeli gotovo apsolutnu nulu

U živom stanju, tardigrade su bile dugačke od 0,2 do 0,45 milimetara, ali nakon što su ih istraživači zamrznuli, životinje su se smanjile na oko trećinu te veličine. Tada je tim još više zamrznuo tardigrade, ohladivši ih na djelić stupnja iznad apsolutne nule odnosno najnižu temperaturu kojoj je vodeni medvjed ikada bio izložen i preživio.

Tim je svakog zamrznutog dugoživca smjestio između dvije kondenzatorske ploče superprovodljivog kruga koji je formirao kvantni bit ili kubit tj. jedinicu informacije koja se koristi u kvantnom računanju. Kada je tardigrad došao u kontakt s kubitom (nazvanim kubit B), pomaknuo je rezonantnu frekvenciju kubita. Taj tardigradni-kubit-hibrid je zatim spojen na drugi obližnji krug (kubit A), tako da su se dva kubita spregnula. Tijekom nekoliko testova koji su uslijedili, istraživači su vidjeli da se frekvencija kako kubita, tako i tardigrade mijenja u tandemu, nalikujući trodijelnom spregnutom sustavu.

Sedamnaest dana nakon što su dugoživci ušli u svoja skupljena stanja, istraživači su ih lagano zagrijali ne li ih oživili. Jedan od vodenih medvjeda vratio se u živo stanje, dok su druga dva umrla. Tako je jedan dugoživac postao prva kvantno spregnuta životinja u povijesti, tvrde istraživači.

“Iako bi iste fizikalne rezultate mogli očekivati i od neživih objekata sličnih sastava kao i dugoživac, naglašavamo da se spregnutost opaža na cijelom organizmu koji zadržava svoju biološku funkcionalnost nakon eksperimenta”, zaključio je tim u svom radu. “U isto vrijeme, dugoživac je preživio dugotrajno izlaganje najekstremnijih uvjetima dosad.”


Kritike rada

Iako rad još nije do kraja recenziran, rane kritike znanstvene zajednice počele su pristizati. Douglas Natelson, predstojnik Odsjeka za fiziku i astronomiju na Sveučilištu Rice u Teksasu, napisao je na svom blogu da eksperiment “nije ‘zapleo’ tardigradu s kubitom u bilo kojem značajnom smislu”.

“Ono što su autori ovdje učinili je stavljanje dugoživca na vrh kapacitivnih dijelova jednog od dva sparena kubita”, napisao je Natelson. “Dugoživac je uglavnom (zamrznuta) voda, a ovdje djeluje kao dielektrik, pomičući rezonancijsku frekvenciju jednog kubita na kojem je sjedio… Ovo nije sprezanje u bilo kojem značajnom smislu.”

Ben Brubaker, znanstvenik, pisac i bivši fizičar složio se s Natelsonom. “Kubit tvori električni krug i dugoživac utječe na njega kroz zakone elektromagnetizma za koje znamo više od 150 godina”, napisao je Brubaker na Twitteru. “Stavljanje trunke prašine pored kubita imalo bi sličan učinak.”

Bez obzira na to je li dugoživac doživio ikakvo “sablasno djelovanje” kubita na koji je bio pričvršćen, studija pokazuje da su vodeni medvjedići mnogo izdržljiviji nego što se prije mislilo.

https://kozmos.hr/sto-je-svijest-je-li-moguce-prenijeti-um-u-virtualni-zivot/

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Entanglement between superconducting qubits and a tardigrade, K. S. Lee, Y. P. Tan, L. H. Nguyen, R. P. Budoyo, K. H. Park, C. Hufnagel, Y. S. Yap, N. Møbjerg, V. Vedral, T. Paterek, R. Dumke, Thu, 16 Dec 2021 13:06:20 UTC, arXiv:2112.07978v2

Entanglement between living bacteria and quantized light witnessed by Rabi splitting, C. Marletto, D. M. Coles, T. Farrow and V. Vedral, Published 10 October 2018, Published by IOP Publishing Ltd, Journal of Physics Communications, Volume 2, Number 10

Specktor B. (21. prosinca 2021.), Frozen tardigrade becomes first ‘quantum entangled’ animal in history, researchers claim, Livescience.com (pristup 26. prosinca 2021.)

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.

Pratite Kozmos na Google Vijestima.